[發(fā)明專利]光學器件、定位方法和定位裝置

有效

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• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102736140A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 余翔
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G02B7/00;G01C15/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

技術領域

本公開涉及光學領域，更具體地，涉及一種光學器件、定位方法和定位裝置。

背景技術

在眾多應用特別是光學系統(tǒng)和光學測量中，都需要能夠進行衍射的光學器件，例如帶有微孔的板。例如，為了高精度測量大數(shù)值孔徑的物鏡系統(tǒng)的波前像差，需要提高Shack-Hartmann傳感器的精度。Shack-Hartmann傳感器本身精度的最佳校準方式是采用絕對球面波進行校準。這就需要產(chǎn)生一系列高精度球面波前并以此作為基準，用這些基準來測量Shack-Hartmann傳感器的各種誤差和物理參數(shù)，進而加以消除這些誤差對哈特曼波前傳感器精度的影響。理論上，可以使用針孔衍射產(chǎn)生球面參考波前，且針孔直徑越小，產(chǎn)生的球面波的波前誤差越小，光學質(zhì)量越高。因此，利用針孔衍射產(chǎn)生球面參考波前時，通常針孔尺寸會做到與波長接近。

由于Shack-Hartmann系統(tǒng)校準與檢測的工作方式，要求針孔在實際系統(tǒng)中安裝使用時，使得入射光束與亞微米量級的孔準確對準。這就要求亞微米針孔具有很高的定位精度。然而，在這種系統(tǒng)中，亞微米級針孔在使用中由于空間結構受限而無法采用成像監(jiān)控的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的至少部分地在于提供一種光學器件、定位方法和定位裝置，能夠高效地將光學器件定位到適當位置。

根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種光學器件，包括：基板；在基板上設置的透光孔；至少一個指向標識，設置在基板上，指向標識的至少一個特征在靠近透光孔的部分中與遠離透光孔的部分中不同。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種使光束與光學器件相對定位的方法，包括：以光束掃描光學器件，以確定光學器件上設置的指向標識所在的區(qū)域；在指向標識的不同部分中檢測指向標識的至少一個特征；基于所述至少一個特征在所述不同部分中的變化，確定追蹤方向；使光束相對于光學器件定位于指向標識沿著追蹤方向的一端；以及沿著追蹤方向，使光束相對于指向標識的一端移動預定距離。

根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種定位裝置，包括：支架，用于放置發(fā)出光束的發(fā)光裝置、光學器件、探測器，其中探測器被配置為經(jīng)由光學器件探測光束；移動機構，被配置為可移動，以使得發(fā)光裝置與光學器件可相對運動；以及控制器，被配置為控制移動機構，使光束相對于光學器件移動，使得：光束掃描光學器件，根據(jù)探測器上的光強變化，確定光學器件上設置的指向標識；根據(jù)探測器上的光強變化，在指向標識的不同部分中檢測指向標識的至少一個特征；基于所述至少一個特征在所述不同部分中的變化，確定追蹤方向；使光束相對于光學器件定位于指向標識沿著追蹤方向的一端；以及沿著追蹤方向，使光束相對于指向標識的一端移動預定距離。

根據(jù)本公開的實施例，能夠高效地(特別是在無監(jiān)控狀態(tài)下)將光學器件(例如，帶有如亞微米級微孔的板)定位到使用該光學器件的系統(tǒng)中的適當位置處。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1(a)和1(b)是分別示意性示出了根據(jù)本公開實施例的光學器件的平面圖以及該光學器件一部分的放大圖；

圖2是示意性示出了根據(jù)根公開另一實施例的光學器件的平面圖；

圖3是示意性示出了根據(jù)本公開實施例的在垂直于光軸的平面(x-y平面)內(nèi)相對定位光學器件的方法的流程圖；

圖4(a)和4(b)是示出了根據(jù)一示例的根據(jù)指向標識確定追蹤方向，并追蹤至微孔的示意圖；

圖5是示出了根據(jù)另一示例的根據(jù)指向標識確定追蹤方向的示意圖；

圖6是示意性示出了根據(jù)本公開另一實施例的光學器件的平面圖；

圖7(a)和7(b)是示出了在使用圖6所示光學器件的示例中確定追蹤方向的示意圖；

圖8是意性示出了根據(jù)本公開另一實施例的光學器件的平面圖；

圖9是意性示出了根據(jù)本公開另一實施例的光學器件的平面圖；

圖10是示意性示出了根據(jù)本公開實施例的光學器件三維定位方法的流程圖；

圖11(a)和11(b)是示出了根據(jù)一示例的利用刀口法進行光軸方向(z向)粗定位的示意圖；

圖12(a)和12(b)是示出了根據(jù)一示例的根據(jù)光強進行光軸方向(z向)精定位的示意圖；以及

圖13是示意性示出了根據(jù)本公開實施例的定位裝置的配置圖。

具體實施方式